您的位置:首页 >医学前沿 >

世界上最小的灵长力揭示了我们的视觉系统令人难以置信的保存,通过数百万年的进化

时间:2022-05-26 12:25:06 来源:

灰鼠狐猴是最小的灵长类动物,具有优异的视觉。他的脑皮质中的超过五分之一是专用于可视化处理,以便适应足够数量的像素处理单元。

在其眼睛前面的过程中的过程视觉信息,类似于数码相机中的像素,使用位于其大脑的视觉皮层中的小型计算单元。为了了解我们的视觉能力的起源,日内瓦大学(Unige)的科学家与巴黎的Max Planck Institute合作,现在已经调查了这些计算单位是否占据了这些计算单位灵长类动物之间大小的大小差异。

来自马达加斯加的灰鼠狐猴(Microcebus Murinus)是其中最小的雷米斯,并重视60克。在研究当前生物学的一项研究中,科学家们将小鼠狐猴的视觉系统与其他灵长类动物的视觉系统进行了比较,发现这些视觉处理单元的大小在所有灵长类动物中相同,与其体尺寸无关。由于小鼠狐猴是一个非常特殊的物种,分享许多特征,其中最初的灵长类动物在5500万年前发展,这些结果表明我们的视觉系统令人难以置信的保存,并突出了我们日常生活中视觉的重要性和我们的祖先的重要性在遥远的过去。

在一个多个世纪以来,灵长类动物的视觉系统已经深入研究。这些研究发现,与其他哺乳动物(例如啮齿动物)不同,视觉信息由位于Visual Cortex中的小专用计算单元处理。“随着不同的灵长类动物涵盖各种尺寸,我们被认为是这个基本计算单元是否与身体或大脑尺寸缩放。例如,在世界上灰鼠狐猴的世界上最小的灵长旅馆中,是简化或小型化的,“基本神经科学部门的医学院基本神经科学部教授?

不要介意大小

为了回答这个问题,使用光学脑成像技术研究了小鼠狐猴的视觉系统。将代表各种取向线的几何形状呈递给狐猴,并且对视觉刺激的神经元的活性进行了成像。这种测量的重复逐渐允许它们确定最小处理单元的尺寸。“我们希望看到一个微小的尺寸单位,与小鼠狐猴的小尺寸成比例,但我们的数据显示,它们的尺寸衡量直径的一半以上,”Daniel Huber说。

与Max Planck研究人员合作,Huber将数百个这些单位比较了在微小的小鼠狐猴大脑中成像,并通过针对其他更大的灵长类动物的视觉电路获得的数据。该团队发现了一个令人惊讶的发现:不仅是60克小鼠狐猴的大小几乎相同的基本处理单元,如较大的猴子,如猕猴,重约7公斤,甚至更大的灵长类动物如美国人类。

他们还发现,按照与数学精度相同的规则,单位在大脑上排列的方式完全无法区分。研究人员还发现,每个视觉单位的神经细胞数量在到目前为止研究的所有灵长类动物中几乎相同。

GöttingenMax Planck物理学家弗雷德沃尔夫指出,普遍的数学原则可能十年前规则的视觉系统演变是惊人的不变性的惊讶:“不同大陆的5500万年分离是一个非常长的进化途径。我预计这些神经模块中的物种之间的一般相似性和特征差异。但事实上简单就是:几乎不可能告诉他们分开。“

视觉电路功能强大且不可压缩

因此,这些结果为灵长类动物视力的起源提供了见解。首先,这个单位如此保存的事实表明它可能在灵长类动物历史中很早就发达了,表明,当表现愿景时,我们的灵长类动物祖先从一开始就具有与我们类似的视觉能力。

其次,由unige科学家和他们的合作者发现的发现表明,视觉系统的这一部分不能被压缩或小型化。因此,需要固定数量的神经元以确保其最佳功能。“对于具有优异视野的微小灵长类动物,如小鼠狐猴,视觉系统必须因此相对较大,与整个大脑的大小相比,以适应足够数量的视觉处理单元,”基于日内瓦的神经科学家说。实际上,这个狐猴的超过五分之一脑皮质专用于视觉处理。相比之下,与视力有关的神经电路占据人类大脑的勉强3%。

“本研究还突显了保护小鼠狐猴等灵长类动物栖息地,特别是在马达加斯加森林中的重要意义。这些栖息地正在令人震惊的速度消失,带着他们的珍贵钥匙来了解自己的起源,“Daniel Huber总结道。

参考:“微科学的定位偏好图揭示了灵长类动物视觉皮层的尺寸不变的设计原则”由Chun Lum Andy Ho,Robert Zimmann,Juan DanielFlórezWeidinger,Mario Prsa,Manuel Schottdorf,Sam Merlin,Tsuyoshi Okamoto,Koji Ikezoe,Fabien Pifferi, Fabienne Aujard,Alessandra Angelucci,Fred Wolf和Daniel Huber,2020年12月3日,目前的生物学.DOI:
10.1016 / J.CUB.202020.11.027


郑重声明:文章仅代表原作者观点,不代表本站立场;如有侵权、违规,可直接反馈本站,我们将会作修改或删除处理。